sylabus 5

WYŻSZA SZKOŁA

INFORMATYKI I ZARZĄDZANIA

z siedzibą w Rzeszowie

PROGRAM PRZEDMIOTU

(SYLLABUS)

1. PODSTAWOWE INFORMACJE O PRZEDMIOCIE

NAZWA PRZEDMIOTU

Podstawy automatyki i robotyki PROWADZĄCY

dr inż. Janusz Kolbusz

ZAJĘCIA

WYDZIAŁ

Wydział Informatyki Stosowanej KIERUNEK

Informatyka

STOPIEŃ

I stopnia - inżynierskie

PROFIL KSZTAŁCENIA praktyczny SPECJALNOŚĆ

Programowanie (P)

ROK

FORMA

SEMESTR (NUMER)

2013/2014

stacjonarne

AKADEMICKI

STUDIÓW

FORMA ZAJĘĆ

LICZBA GODZIN

PUNKTY ECTS

Wykład

Laboratorium

Projekt

2. WYMAGANIA WSTĘPNE (wynikające z następstwa przedmiotów) Algorytmy i struktury danych 3. CELE PRZEDMIOTU

Symbol

Treść

Zapoznanie studentów z podstawowymi zagadnieniami z dziedziny automatyki i robotyki Zapoznanie z układami automatyki, transmitancją obiektu, kryteriami stabilności, metodami C2

sterowania, układami regulacji oraz przykładami ich zastosowania.

Zapoznanie z algebrą schematów blokowych, podstawowych połączeń, przekształceń C3

schematów blokowych, metod wyznaczania transmitancji zastępczych C4

Kształtowanie wiedzy i umiejętności z zakresu programowania sterowników logicznych.

Zapoznanie z zagadnieniami z zakresu robotów i manipulatorów: opis i budowa, kinematyka C5

manipulatorów.

Kształtowanie umiejętności z zakresu programowania i sterowania robotów 4.PRZEDMIOTOWE EFEKTY KSZTAŁCENIA, Z PODZIAŁEM NA WIEDZĘ, UMIEJĘTNOŚCI I KOMPETENCJE

Symbol

Treść

P_W01

Opisać metodykę projektowania i programowania urządzeń automatyki i robotyki.

P_W02

Opisać metody wyznaczania charakterystyk statycznych i odpowiedzi na dane wymuszenie.

P_W03

Opisać wielkości charakteryzujące układ automatyki lub robotyki.

Wykonywać podstawową konfigurację i obsługę sterownika PLC uwzględniając interpretację P_U01

i weryfikację poprawności prostych programów sterowników PLC.

Zaprogramować sterownik PLC w oparciu o język programowania wybrany odpowiednio dla P_U02

danego typu zagadnienia.

Wykonać podstawową obsługę robota mobilnego, wyposażonego w podstawowe sensory: P_U03

dźwięku, światła, odległości, dotyku.

Zaprogramować robota mobilnego, realizującego postawione zadanie, w środowisku P_U04

programistycznym oraz języku, najlepiej nadającym się do realizacji postawionego zadania.

Wykonywać podstawową konfigurację i obsługę manipulatora uwzględniając interpretację, P_U05

weryfikację poprawności i tworzenie prostych programów manipulatora.

5. TREŚCI KSZTAŁCENIA (oddzielnie dla każdej formy zajęć) Wykład

Symbol

Treść

Wprowadzenie. Podstawowe pojęcia automatyki, ogólne schematy układu automatyki.

Klasyfikacja oraz przykłady układów automatyki.

Opis elementów i układów liniowych. Przekształcenie Laplace'a.

Transmitancja operatorowa, opis układu z użyciem współrzędnych stanu, wyznaczanie W3

charakterystyki statycznej i odpowiedzi na dane wymuszenie z transmitancji operato-rowej.

Własności statyczne i dynamiczne podstawowych elementów liniowych: proporcjonalnych I W4

rzędu, całkującego, różniczkujących, oscylacyjnych i opóźniających oraz ich przykłady.

Algebra schematów blokowych. Podstawowe połączenia, przekształcanie schematów W5

blokowych, metody wyznaczania transmitancji zastępczych złożonych układów.

Kryteria stabilności układów automatyki.

Regulatory PID. Struktury, charakterystyki skokowe i częstotliwościowe regulatorów PID.

Podstawy programowania sterowników logicznych.

Podstawy robotyki: opis i budowa robota, napędy, kinematyka i dynamika manipulatorów.

Podstawy sterowania i programowania robotów.

Laboratorium

Symbol

Treść

Podstawy konfiguracji i obsługi sterowników PLC

Podstawy programowania sterowników PLC

Podstawy programowania robotów mobilnych wyposażonych w sensory: dalmierz L3

ultradźwiękowy, światła, dźwięku, dotyku, akcelerometr, kompas L4

Podstawy obsługi i programowania manipulatorów L5

Podstawy programowania robotów humanoidalnych Projekt

Symbol

Treść

Projekt praktyczny związany z tematyką:

- projektowania programu sterownika PLC,

- projektowania programu manipulatora Scorbot

- projektowania programu robota mobilnego P1

realizujących postawione zadanie. W ramach projektu tworzona jest dokumentacja techniczna zawierająca analizę założeń projektowych, wybraną metodykę realizacji postawionego zadania, algorytm programu wraz z komentarzem, kod programu (lub schemat, jeśli wybrano graficzny język programowania) oraz podsumowanie wykonanej pracy (ograniczenia, propozycje ulepszeń itp.) 6. METODY WERYFIKACJI EFEKTÓW KSZTAŁCENIA (w odniesieniu do poszczególnych efektów)

Forma zajęć, w ramach której Efekt kształcenia

Metoda oceny

następuje weryfikacja efektu Otwarty test pisemny

sprawdzający wiedzę z zakresu P_W01

Test otwarty

wyznaczania transmitancji i

wyboru języka programowania

regulatora lub robota.

Otwarty test pisemny

sprawdzający znajomość metod P_W02

Test otwarty

wyznaczania podstawowych

wielkości charakteryzujących elementy i układy auto-matyki.

Otwarty test pisemny

sprawdzający wiedzę z wielkości P_W03

Test otwarty

charakteryzu-jących układy

automatyki i robotyki.

Zadanie praktyczne polegające na konfiguracji sterownika PLC, P_U01

Zadanie praktyczne

a następnie wprowadzeniu do

niej określonych, prostych

zmian.

Zadanie praktyczne polegające na wyborze języka

programowania i

zaprogramowaniu podłączonego i skonfigurowanego sterownika P_U02

Zadanie praktyczne

PLC wykonującego proste

zadanie praktyczne oraz na

wprowadzeniu określonych

zmian do działającego

programu.

Zadanie praktyczne polegające na zaprojektowaniu (wykonaniu algo-rytmu) oraz

P_U03, P_U04

Zadanie praktyczne

zaprogramowaniu robota

mobilnego realizującego po-

stawione zadanie.

Zadanie praktyczne polegające na zaprojektowaniu (wykonaniu algo-rytmu) oraz

P_U05

Zadanie praktyczne

zaprogramowaniu manipulatora realizującego postawione

zadanie.

7. KRYTERIA OCENY OSIĄGNIĘTYCH EFEKTÓW KSZTAŁCENIA Na ocenę 2

Na ocenę 3

Na ocenę 4

Na ocenę 5

Efekt kształcenia

student nie potrafi

student potrafi

Opisać metodykę

projektowania i

Opisać metodykę

projektowania i

programowania

Opisać metodyki

projektowania i

programowania

wybranego

projektowania i

programowania

wybranego przez

urządzenia

programowania

P_W01

wybranego przez

siebie urządzenia

automatyki lub

urządzeń

siebie urządzenia

automatyki lub

robotyki, podać

automatyki i

automatyki lub

robotyki oraz

przykład i

robotyki.

podać przykład

uzasadnić wybór

implementacji.

parametrów

konfiguracyjnych.

Opisać metody

wyznaczania

Opisać metod

Opisać metodę

wyznaczania

charakterystyk

wyznaczania

charakterystyk

statycznych i

charakterystyk

statycznych i

odpowiedzi na

P_W02

statycznych i

odpowiedzi na

dane wymuszenie

odpowiedzi na

dane wymuszenie

oraz podać

dane wymuszenie. dane wymuszenie. oraz podać przykład i dokonać

przykład.

interpretacji

wyniku.

Opisać wielkości

charakteryzujące

Opisać wielkości

charakteryzujące

układ automatyki

charakteryzujące

układ automatyki

P_W03

lub robotyki o

układ automatyki

lub robotyki i

dokonać ich

lub robotyki.

dokonać ich

wyznaczenia wraz

wyznaczenia.

z przykładem.

Przechwycić

Powiązać zmienne nazwy zmiennych Wykonać

Wykonać

globalne projektu

projektu do nazw

połączenia

połączenie

ze zmiennymi

zmiennych

sterownika PLC z

sprzętowymi

sprzętowych,

komputerem PC

komputerem PC,

sterownika, potrafi

P_U01

potrafi dokonać

lub nie potrafi

potrafi dokonać

wgrać konfigurację określonych, dokonać

podstawowej

na sterownik,

podstawowych

konfiguracji

potrafi przechodzić zmian w istniejącej sterownika.

sterownika.

pomiędzy trybami

konfiguracji

pracy sterownika.

sterownika.

Wybrać języka

Przetestować

Wybrać język

programowania

Wprowadzić

napisany program,

programowania

PLC

określone zmiany

potrafi debugować

sterownika PLC

odpowiedniego do

do działającego

napisany program,

odpowiedni dla

realizacji

programu i wgrać

potrafi odnaleźć

postawionego

P_U02

postawionego

zmieniony program błędy, wprowadzić zadania, potrafi

zadania lub nie

na sterownik bez

poprawki do

napisać program

potrafi

zatrzymywania

programu i

wykonujący

zaprogramować

jego pracy (online

sprawdzić

postawione

sterownika w

change)

poprawność

zadanie

wybranym języku.

rozwiązania

Odnaleźć błędy w

konfiguracji robota

Dokonać

(wprowadzone

podstawowej

celowo przez

Wykonać

konfiguracji robota

prowadzącego)

połączenia i

połączenie i

mobilnego w

P_U03

oraz dokonać

uruchomienia

uruchomienie

oparciu o

poprawnej

robota mobilnego

założenia podane

rekonfiguracji w

przez

celu

prowadzącego

wyeliminowania

błędów.

W oparciu o

zaproponowany

algorytm

Odnaleźć błędy

Na podstawie

zaprogramować

(jeśli program

Na podstawie

analizy

robota w

napisany

analizy

postawionego

dostępnym dla

poprawnie, to

postawionego

problemu

danego robota

błędy wprowadza

problemu

(dotyczącego

języku

prowadzący

(dotyczącego

programowania

programowania,

zajęcia), potrafi

P_U04

programowania

robotów

tak aby realizował

debugować

robotów

mobilnych)

on postawione

napisany program,

mobilnych)

zaproponować

zadanie z

potrafi wprowadzić

zaproponować

poprawnego

dopuszczeniem

poprawki i

poprawny algorytm

algorytmu

drobnych błędów,

sprawdzić

rozwiązania

potrafi uruchomić

poprawność

program i

rozwiązania.

przetestować jego

działanie

Wykonać

podstawową

konfigurację

manipulatora oraz

zaimplementować

program

Podłączyć

rozwiązujący

Podłączyć

manipulatora lub

postawiony

manipulator i

go uruchomić

problem,

dokonać jego

lub zaproponować

identyfikując błędy

podstawowej

poprawnego

(jeśli program

konfiguracji oraz

P_U05

algorytmu

napisany

zaproponować

zaprojektować

rozwiązania

poprawnie, to

poprawny algorytm program

postawionego

błędy wprowadza

rozwiązania

realizujący

problemu na

prowadzący

postawionego

postawiony

podstawie jego

zajęcia), potrafi

problemu

problem

analizy

debugować

napisany program,

potrafi wprowadzić

poprawki i

sprawdzić

poprawność

rozwiązania.

8. LITERATURA

Literatura podstawowa

R. Sałat, K. Korpysz, P. Obstawski: Wstęp do programowania sterowników PLC, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Gliwice 2010.

http://infosys.beckhoff.com/ - jedyne źródło aktualnej i kompletnej dokumentacji sterowników Beckhoff PLC wykorzystywanych na laboratorium.

W. Klimasara, Z. Pilat: Podstawy automatyki i robotyki. Podręcznik, Wydawnictwa Szkolne i Pedagogiczne, Warszawa 2006.

Literatura uzupełniająca

T. Legierski, J. Wyrwał, J. Kasprzyk, J. Hajda: Programowanie sterowników PLC, Wydawnictwo Pracowni Komputerowej Jacka Skalmierskiego, 1998.

Kierownik Katedry (Zakładu)

Dziekan

prof. dr hab. inż. Bogdan Wilamowski, dr inż.

dr inż. Janusz Korniak, dr inż. Mariusz Wrzesień Janusz Korniak